Вариатор

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к фрикционным передачам. Вариатор содержит ролик с шарообразной рабочей поверхностью и две одинаковые чаши со сферическими рабочими поверхностями, установленные соосно. Чаши являются ведущими и имеют возможность синхронного вращения в одном направлении и ограниченного перемещения вдоль своей оси вращения и прижатия с двух диаметрально противоположных сторон к расположенному между ними ведомому ролику. Ось ролика пересекается с осью вращения чаш и меняет угол наклона относительно оси вращения чаш. Технический результат: повышение эффективности и надежности вариатора. 5 ил.

Изобретение относится к области фрикционных передач и может быть использовано в различных областях техники как вариатор с повышенной нагрузочной способностью. Известны вариаторы, имеющие ведущие ролики и ведомые диски (а.с. 2902078/25 от 31.03.80 г.). Такие вариаторы недостаточно нагрузочноспособны и мало надежны. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому вариатору является фрикционная передача по патенту Германии 98599 от 05.12.1997 г., состоящая из ролика с шаровой рабочей поверхностью и сферической чаши. Такая фрикционная передача так же недостаточно нагрузочноспособна и мало надежна.

Целью данного изобретения является повышение эффективности и надежности вариатора.

Эта цель достигается вариатором, состоящим из двух одинаковых ведущих сферических чаш со сферическими рабочими поверхностями, установленных соосно, имеющих возможность синхронно вращаться в одном направлении, а также ограниченно перемещаться вдоль своей общей оси вращения и прижиматься с двух диаметрально противоположных сторон к расположенному между ними ведомому ролику, ось ролика пересекается с осью вращения чаш и меняет угол наклона относительно оси вращения чаш.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где: на фиг.1 изображен вариатор в поперечном разрезе; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.3 - разрез Б-Б; на фиг.4 - положение ролика при повышенной передаче; на фиг.5 - профиль рабочей поверхности ролика.

Вариатор состоит из корпуса 1, в котором установлены соосно две одинаковые ведущие сферические чаши 2, выполненные заодно со шлицевыми валами 3, которые сидят в шлицевых ступицах 4 с возможностью вдоль осевого перемещения (фиг. 1-3). Ступицы выполнены заодно с шестернями 5 и сидят в подшипниках 6. Между чашами 2 расположен ведомый ролик 7, установленный на основании 8, которое сидит в подшипнике 9. Радиус R шаровой рабочей поверхности ролика на 1/50 часть меньше радиуса сферы чаш, а радиус r профиля рабочей поверхности ролика меньше радиуса сферы чаш на 1/30 часть (фиг.5). Ось вращения ролика должна пересекаться с осью вращения чаш. Основание 8 может поворачиваться вместе с роликом и менять угол наклона оси вращения относительно оси вращения чаш при помощи рычага 10, закрепленного на основании. Чаши могут прижиматься к ролику с двух диаметрально противоположных сторон пружиной 11 (или пневмоцилиндром) через тяги 12 и двухплечные рычаги 13, которые своими концами нажимают на торцы валов 3 (фиг.1 и 3). Рычаги 13 сидят на осях 14, закрепленных на корпусе 1. Шестерни 5 входят в зацепление с двумя одинаковыми ведущими шестернями 15, закрепленными на общем ведущем валу 16. Ролик соединен кинематически с ведомым валом 17 через вал 18, конические шестерни 19 и 20, промежуточный вал 21 и цилиндрические шестерни 22 и 23 (фиг.2). Рабочая поверхность чаш и ролика должна иметь шероховатость не ниже 7-го класса. Угол шарового сектора рабочей поверхности чаш равен 90^o. Верхнее и нижнее отверстия 24 в корпусе 1 служат для воздушного охлаждения чаш и ролика.

Вариатор работает следующим образом. При вращении ведущего вала 16 будут вращаться и чаши 2, прижатые к ролику 7 с двух сторон пружиной 11 (фиг.2). Такое двухстороннее прижатие чаш к ролику разгружает его вал 18 от боковой нагрузки. Если угол наклона оси вращения ролика относительно оси вращения чаш равен 90^o, ролик не будет вращаться (фиг.1). При уменьшении этого угла (в любую сторону) поворотом основания 8 с помощью рычага 10 ролик станет вращаться и скорость его вращения будет тем больше, чем меньше этот угол (фиг.4).

Вращение ролика будут передаваться на ведомый вал 17 через промежуточный вал 21. Такая передача крутящего момента от ролика на вал 17 исключает, независимо от величины нагрузки, возникновение сил реакции на основании 8, что позволяет надежно фиксировать рычаг 10 в заданном положении. Малая разница в кривизне касающихся рабочих поверхностей чаш и ролика, высокий класс шероховатостей этих поверхностей и силы прижатия чаш к ролику (учитывая их упругость) позволяют их поверхностям касаться друг друга в двух увеличенных точках, схожих по величине с поверхностью, что усиливает их сцепление (трение) и значительно повышает нагрузочную способность вариатора. Профиль рабочей поверхности ролика, образованный радиусом r, исключает касание роликом чаш ребром. Нагрузочную способность вариатора можно изменять изменением усилия пружины 11 (или пневмоцилиндра). Диапазон вариации будет от 0 до ± максимума. Максимум здесь ограничивается величиной шарового сектора чаш.

Данный вариатор можно использовать для бесступенчатой (плавной) перемены передач в автомобилестроении и других областях техники.

Существенным отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что в качестве ведущего элемента используются две сферические чаши, а ролик является ведомым, причем крутящий момент ролика образуют две одинаковые силы, приложенные к ролику с двух диаметрально противоположных сторон. Преимуществом предлагаемой конструкции являются увеличенные нагрузочная способность, надежность и срок службы.

Формула изобретения

Вариатор, имеющий ролик с шарообразной рабочей поверхностью и две одинаковые чаши со сферическими рабочими поверхностями, установленные соосно, отличающийся тем, что чаши являются ведущими и имеют возможность синхронного вращения в одном направлении и ограниченного перемещения вдоль своей оси вращения и прижатия с двух диаметрально противоположных сторон к расположенному между ними ведомому ролику, ось ролика пересекается с осью вращения чаш и меняет угол наклона относительно оси вращения чаш.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5